16.二甲酯具有优良的燃烧性能,本成为21世纪的“清洁能源”,以下为其中一种合成二甲酯的方法:在一定温度、压强和催化剂作用下,在同一反应器中进行如下反应:
①CO2(g)+3H2(g )?CH3OH(g)+H2O(g);△H1=-49.1 kJ•mol-1
②2CH3OH(g)?CH3OCH3(g)+H2O(g);△H2=-24.5 kJ•mol-1
③CO2(g)+H2?CO(M)+H2(g);△H3=+41.2  kJ•mol-1
(1)写出CO2(g)加H2(g)转化为CH3OCH3(g) 和H2O(g)的热化学方程式2CO2(g)+6H2(g )?CH3OCH3 (g)+3H2O(g)△H=-122.7 kJ•mol-1
(2)一定条件下,原料气中n(H2)/n(CO2)比值和温度对CO2转化率影响的实验数据如图1
①温度为T1K时,在1L反应容器中投入2molCO2和8molH2进行反应.试计算达到平衡时CO2的浓度为1mol/L
②结合数据图,归纳CO2平衡转化率受外界条件影响的变化规律;
a其他条件不变,达平衡时CO2的转化率随温度升高而减小
b其他条件不变,达平衡时CO2的转化率随n(H2)/n(CO2)比值增大而增大
(3)为研究初始投料比与二甲酯产率关系,在一定温度和压强下,投入一定物质的量的H2、CO、CO2进行试验,实验发现二甲酯的平衡产率随原料气中n(CO)/{n(CO)+n(CO2)}比值随增大而增大.试分析其原因随着CO的含量增大,反应③平衡将向逆方向移动,既消耗大量的水,又增大了CO2和氢气的含量,从而促使反应①和②的平衡都向正向移动,则二甲醚产率增大
(4)如图2是科学家现在研发的,以实现反应①在常温常压下进行的装置,写出甲槽的电极反应CO2+6e-+6H+═CH3OH+H2O
13.在2014年国家科学技术奖励大会上,甲醇制取低碳烯烃技术(DMTO)获国家技术发明奖一等奖.DMTO主要包括煤的气化、液化、烯烃化三个阶段.
(1)煤的气化:用化学方程式表示出煤的气化的主要反应C+H2O(g)$\frac{\underline{\;高温\;}}{\;}$CO+H2
(2)煤的液化:下表中有些反应是煤液化过程中的反应:
热化学方程式平衡常数
500℃700℃
①2H2(g)+CO(g)?CH3OH(g)△H1=a kJ•mol-1 2.50.2 
②H2(g)+CO2(g)?H2O(g)+CO(g)△H2=b kJ•mol-1 1.0 2.3
③3H2(g)+CO2 (g)?CH3OH(g)+H2O(g)△H3=c kJ•mol-1 K34.6
①a<0(填“>”、“<”、“=”),c与a、b之间的定量关系为c=a+b.
②K3=2.5,若反应③是在容积为2L的密闭容器巾进行(500℃)的,测得某一时刻体系内H2、CO2、CH3OH、H2O物质的量分别为6mol、2mol、10mol、10mol,则此时CH3OH的生成速率>(填“>”、“<”、“=”) CH3OH的消耗速率.
(3)烯烃化阶段:如图l是某工厂烯烃化阶段产物中乙烯、丙烯的选择性与温度、压强之间的关系(选择性:指生成某物质的百分比,图中I、Ⅱ表示乙烯,Ⅲ表示丙烯).

①为尽可能多地获得乙烯,控制的生产条件为530℃、0.1Mpa.
②一定温度下某密闭容器中存在反应,2CH3OH(g)?CH2=CH2(g)+2H2O(g)在压强为P1 时,产物水的物质的量与时间的关系如图2所示,若t0 时刻,测得甲醇的体积分数为10%,此时甲醇乙烯化的转化率为85.7%(保留三位有效数字),若在t1 时刻将容器容积快速扩大到原来的2倍,请在图中绘制出此变化发生后至反应达到新平衡时水的物质的量与时问的关系图.
 0  167472  167480  167486  167490  167496  167498  167502  167508  167510  167516  167522  167526  167528  167532  167538  167540  167546  167550  167552  167556  167558  167562  167564  167566  167567  167568  167570  167571  167572  167574  167576  167580  167582  167586  167588  167592  167598  167600  167606  167610  167612  167616  167622  167628  167630  167636  167640  167642  167648  167652  167658  167666  203614 

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